植物生長所需磷資源面臨短缺

據聯合國經濟及社會理事會預測，到2030年全球人口將達到85億人左右。伴隨人口增長，全球糧食安全工作已成為各國政府密切關注的議題，“消除饑餓”也被列為聯合國可持續發展目標中重要性排在第二的目標。

然而，糧食的可持續生產和農業活動中使用不可再生資源（特別是磷酸鹽產品）二者存在嚴重沖突。磷是農作物賴以生長的不可或缺的重要礦物營養素，將磷制成磷肥是農作物吸收磷元素的最主要途徑。

磷酸鹽主要通過巖石開采獲得。世界70%儲量的磷酸鹽集中在北非，中國、俄羅斯、南非和美國的磷礦儲量位居其后，且十分有限。相關研究報告顯示，全球磷酸鹽的產量將在2030年左右達到頂峰，這恰好和全球人口數量增幅成正比。另有報告發出警告，隨著農業磷肥對磷需求量與日俱增，全球磷資源儲備將在未來50～100 a內消耗殆盡。相關報告推測，隨著磷酸鹽產量越來越少，磷礦質量下降，生產成本加大，其價格將不斷推高，最終不僅對糧食安全構成威脅，還會進一步引發產鹽國和進口國之間的糾紛。

為了提升磷資源的使用效率，科學家們紛紛從不同角度展開研究與探索。土壤學家尋求改善土壤中磷元素管理的辦法，植物生物學家則試圖提升植物對有限磷的適應性。

事實上，植物生物學家的研究取得了顯著的進展。他們發現，當缺乏磷酸鹽時，植物會抑制主根的生長，同時長出更多的次根和根須，以幫助它們在礦物質含量較低的土壤中提高磷酸鹽的吸收能力。植物生長的另一種策略，是在低磷酸鹽條件下，將體內儲存的磷酸鹽重新輸送到身體其他部位，以維持正常的生長和發育。在此期間，植物甚至會改變自身的基因表達模式以適應所處的環境。換句話說，它會迫使自己的基因對磷酸鹽的需求倍增。

目前，基因組學和生物化學的長足進步已經幫助人們找到植物體內對磷酸鹽具有更大親和性的基因和蛋白質，但是令植物對低磷條件作出反應的調控基因仍然未知，這也使得適應低磷環境的農作物的培育工作任重而道遠。

無論如何，適應低磷農作物的研究畢竟為磷資源高效持久的綜合利用提供了方向，或許不久的將來，這項研究最終會幫助我們減輕因人口激增、農作物供應不足、磷資源短缺所帶來的巨大壓力。